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机床主传动设计.rar

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    编号:20180915103119175    类型:共享资源    大小:1.68MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    机床 传动 设计
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    四川理工学院毕业设计说明书1第 1 章 绪论一、毕业设计的目的1、 毕业设计属于机械系统设计课的延续,通过设计实践,进一步学习掌握机械系统设计的一般方法。 2、 培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识,进行工程设计的能力。3、 培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。4、 提高技术总结及编制技术文件的能力。二、设计内容与基本要求 设计内容:本次毕业设计要求完成变速级数为 6-18 级的机床主传动系统主轴变速箱设计。基本要求:1、毕业设计必须完成展开图、截面图图样设计各一张,能够较清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。2、根据设计任务书要求,合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。3、正确利用结构式、转速图等设计工具,认真进行方案分析。4、正确的运用手册、标准,设计图样必须符合国家标准规定。说明书力求采用工程术语,文字通顺简练,字迹工整。5、完成典型零件工作图图样 2 张。三、设计步骤方案确定1、确定有关尺寸参数、运动参数及动力参数。2、据所求得的有关运动参数及给定的传动比,写出结构式,校验转速范围,绘制转速图。3、确定各变速组传动副的传动比值,确定齿轮齿数、带轮直径,校验三联滑移齿轮齿顶是否相碰,校验各级转速的转速误差。4、绘制传动系统图。结构设计第 1 章 绪论21、草图设计——估计各轴及齿轮尺寸,确定视图比例,确定展开图及截面图的总体布局;据各轴的受力条件,初选轴承,在有关支撑部位画出轴承轮廓。并检验各传动件运动过程中是否干涉。2、结构图设计——确定齿轮、轴承及轴的固定方式;确定润滑、密封及轴承的调整方式;确定主轴头部形状及尺寸,完成展开图及截面图的绘制。3、加黑,注尺寸、公差配合,标注件号,填写明细表及装配图技术要求。零件图设计编写设计计算说明书四川理工学院毕业设计说明书3第一章 参数的确定1.1 车床的规格系列和类型车床依其类型和规格,可按类、组、型三级编成不同的型号,本设计以车床 C6132 为模型,其字母与数字的含义如下:“C”为“车”字的汉语拼音的第一个字母,直接读音为“车” 。C 6 1 32主参数代号(最大车削直径的 1/10,即 320mm)机床型别代号(普通车床型)机床组别代号(普通车床组)机床类别代号(车床类)为了更好的做好机床的主传动设计,现查相关资料获得以下内容:C6132 型普通车床的主要组成部分如图 1-1 所示。1.床头箱 又称主轴箱,内装主轴和变速机构。变速是通过改变设在床头箱外面的手柄位置,可使主轴获得 12 种不同的转速(45~1980 r/min) 。主轴是空心结构,能通过长棒料,棒料能通过主轴孔的最大直径是 29mm。主轴的右端有外螺纹,用以连接卡盘、拨盘等附件。主轴右端的内表面是莫氏 5 号的锥孔,可插入锥套和顶尖,当采用顶尖并与尾架中的顶尖同时使用安装轴类工件时,其两顶尖之间的最大距离为 750mm。床头箱的另一重要作用是将运动传给进给箱,并可改变进给方向。图 1-1 C6132 普通车床1-床头箱;2-进给箱;3-变速箱;4-前床脚;5-溜板箱;6-刀架;7 -尾架;8-丝杠;9-光杠;10-床身;11-后床脚;12-中刀架;13-方刀架;14-转盘;15-小刀架;16-大刀架 第 1 章 绪论42.进给箱 又称走刀箱,它是进给运动的变速机构。它固定在床头箱下部的床身前侧面。变换进给箱外面的手柄位置,可将床头箱内主轴传递下来的运动,转为进给箱输出的光杆或丝杆获得不同的转速,以改变进给量的大小或车削不同螺距的螺纹。其纵向进给量为 0.06~0.83mm/r;横向进给量为0.04~0.78mm/r;可车削 17 种公制螺纹(螺距为 0.5~9mm)和 32 种英制螺纹(每英寸 2~38 牙) 。3.变速箱 安装在车床前床脚的内腔中,并由电动机(4.5kw,1440r/min)通过联轴器直接驱动变速箱中齿轮传动轴。变速箱外设有两个长的手柄,是分别移动传动轴上的双联滑移齿轮和三联滑移齿轮,可共获 6 种转速,通过皮带传动至床头箱。4.溜板箱 又称拖板箱,溜板箱是进给运动的操纵机构。它使光杠或丝杠的旋转运动,通过齿轮和齿条或丝杠和开合螺母,推动车刀作进给运动。溜板箱上有三层滑板,当接通光杠时,可使床鞍带动中滑板、小滑板及刀架沿床身导轨作纵向移动;中滑板可带动小滑板及刀架沿床鞍上的导轨作横向移动。故刀架可作纵向或横向直线进给运动。当接通丝杠并闭合开合螺母时可车削螺纹。溜板箱内设有互锁机构,使光杠、丝杠两者不能同时使用。5.刀架 它是用来装夹车刀,并可作纵向、横向及斜向运动。刀架是多层结构,它由下列组成。⑴大刀架 它与溜板箱牢固相连,可沿床身导轨作纵向移动。 ⑵中刀架 它装置在大刀架顶面的横向导轨上,可作横向移动。 ⑶转盘 它固定在中刀架上,松开紧固螺母后,可转动转盘,使它和床身导轨成一个所需要的角度,而后再拧紧螺母,以加工圆锥面等。⑷小刀架 它装在转盘上面的燕尾槽内,可作短距离的进给移动。⑸方刀架 它固定在小刀架上,可同时装夹四把车刀。松开锁紧手柄,即可转动方刀架,把所需要的车刀更换到工作位置上。6.尾架 它用于安装后顶尖,以支持较长工件进行加工,或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。偏移尾架可以车出长工件的锥体。尾架的结构由下列部分组成。⑴套筒 其左端有锥孔,用以安装顶尖或锥柄刀具。套筒在尾架体内的轴向位置可用手轮调节,并可用锁紧手柄固定。将套筒退至极右位置时,即可卸出顶尖或刀具。四川理工学院毕业设计说明书5⑵尾架体 它与底座相连,当松开固定螺钉,拧动螺杆可使尾架体在底板上作微量横向移动,以便使前后顶尖对准中心或偏移一定距离车削长锥面。⑶底板 它直接安装于床身导轨上,用以支承尾架体。7.光杠与丝杠 将进给箱的运动传至溜板箱。光杠用于一般车削,丝杆用于车螺纹。 8.床身 它是车床的基础件,用来连接各主要部件并保证各部件在运动时有正确的相对位置。在床身上有供溜板箱和尾架移动用的导轨。9.前床脚和后床脚 是用来支承和连接车床各零部件的基础构件,床脚用地脚螺栓紧固在地基上。车床的变速箱与电机安装在前床脚内腔中,车床的电气控制系统安装在后床脚内腔中。 1.2 参数确定对于主运动是回转运动的机床,它的主运动参数就是指与主轴有关的参数。专用机床用于特定工序的加工,由于工艺稳定,绝大多数专用机床的主轴只需要一种固定的转速 n,即 n= r/min (2-1)dV10而通用机床和专门机床的工艺范围却比较广,机床的加工类型、刀具材料、工件材料及加工直径等是经常改变的,这说法要求机床主轴的转速也能在一定的范围内,以适应使用上的不同需要。对于有级变速的主轴转速,有三个问题需要解决,即主轴的最低转速 nmin和最高转速 nmax的确定,中间各级转速的合理排列;主轴转速级数的确定:① 主轴极限转速(nmin、nmax)的确定由式(2-1)可得nmin= , nmax= (2-2)maxi10dVminax10dV按式(2-2)列表计算,将最高转速的计算值提高 25%作为先定值,即nmax=1440×(1+25%)=1800。据调查分析得知,较低的主轴转速出现于三种加工类型,分别为低速光车外圆,精铰孔,精车丝杠。经计算后选最低值,故选定第 1 章 绪论6nmin=45r/min。综上所述,可确定该机床的主轴最低转速 nmin=45r/min,最高转速nmax=1800r/min。② 公比 ψ 值的选定选定了 nmin和 nmax之后应选择公比 ψ。在规定的 7 个标准公比值中,ψ=1.12,1.26,1.41 和 1.58 用得较多,而 ψ=1.26,1.41 最为常用。在 nmin和 nmax为一定的条件下,若选用的公比 ψ 值小,则相对转速损失小,使用机床时选速有利,但因转数级数增多,机床结构趋于复杂;反之亦然。因此,公比 ψ 值的选定主要取决于机床的使用特点和机床结构的复杂程度。因C6132 为中型机床,为使转速损失损当小些,而机床结构又不至于过复杂,所以公比 ψ 可选取中等数值。现根据表 1-1 取 ψ=1.41表 1-1 标准公比 ψ 值③ 转数极数 Z由 n max=nminψ (2-3)1zRn = 可得 minaxRn =ψ1z即 ψ= zRZ= 1lgn∴ 转数极数 Z = 12 极。④ 确定主轴转速数列 为了机床设计、使用和管理的方便,机床主轴转速值已经标准化。表 2-4是按标准公比制定的标准数列。查表 1-2 可知整个转速数列为:四川理工学院毕业设计说明书740、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800。第 1 章 绪论8表 1-2标准数列四川理工学院毕业设计说明书91.2.2 动力参数的确定-电机功率调查用户在该类工作加工时的机床主电动机功率的使用情况,对国内外同类型、同规格机床的主电动机功率进行统计分析,然后初步选定机床的主电动机功率。对于某些通用机床,还可以参照机床系列型谱来选取功率。如表 1-2 所示卧式车床主电动机功率的推荐数值。表 1-3 卧式车床主电动机功率推荐数值根据条件取电动机功率为 4.5KW,1440r/min。第二章 主传动运动设计10第二章 主传动运动设计机床主传动的运动设计任务是,按照已确定的运动参数、动力参数和传动方案,设计出经济合理、性能先进的传动系统。其方根设计内容:拟定结构式或结构网;拟定转速图,确定各传动副传动比;确定带轮直径、齿轮齿数;布置、排列齿轮,绘制传动系统图等。2.1 结构式、结构网与转速图的拟定 已知主轴转速 n=45—1800r/min,级数 Z=12,公比 ψ=1.41。2.1.1 结构式或结构网的拟定(1)确定变速组的个数和传动副数由前述可知,大多数机床广泛应用滑移齿轮变速机构,为了满足结构设计和操纵方便的要求,通常采用双联或本联齿轮。因此,主轴转速为 12 级的变速系统可用三个变速组,其中一个三联齿轮变速组和两个双联齿轮。(2)确定传动顺序方案不同的传动顺序方案有:12=4×3 12=3×4, 12=3×2×2 12=2×3×3 12=2×2×3因为在Ⅰ轴上如果安置换向摩擦离合器时,为减小轴向尺寸,第一传动组的传动副数不能多,以 2 为宜。在机床设计中,因要求的 R 较大,最后扩大组应取 2 更为合适。由于Ⅰ轴装有摩擦离合器,在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。因此选用12=2×3×2(3)画出结构网根据已确定的结构式方案画出结构网
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